在 foreach 循环中更改另一个结构内的结构

Question

以下代码打印（调用 MyMethod 时）：

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我希望它打印出来：

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这是为什么？

代码：

private struct MyStruct
{
    public MyInnerStruct innerStruct;
}

private struct MyInnerStruct
{
    public int counter;

    public void AddOne()
    {
        ++counter;
    }
}

public static void MyMethod()
{
    MyStruct[] myStructs = new MyStruct[] { new MyStruct() };

    foreach (var myStruct in myStructs)
    {
        MyStruct myStructCopy = myStruct;

        Console.WriteLine(myStruct.innerStruct.counter);
        Console.WriteLine(myStructCopy.innerStruct.counter);

        myStruct.innerStruct.AddOne();
        myStructCopy.innerStruct.AddOne();

        Console.WriteLine(myStruct.innerStruct.counter);
        Console.WriteLine(myStructCopy.innerStruct.counter);
    }
}

Answer 1

您看到这种行为的原因是由于使用了迭代变量。迭代变量是只读的，因为在 C# 中您无法修改它们（C# 语言规范第 8.8.4 节对此进行了详细说明

迭代变量对应一个只读局部变量，其作用域延伸到嵌入语句上

使用只读可变结构是导致意外行为的途径。您实际上是在使用变量的副本，而不是直接使用变量。因此，在myStruct 的情况下增加的是副本，而不是实际值。这就是为什么原始值保持不变的原因。

Eric 就该主题撰写了一篇相当深入的文章，您可以在此处访问

• http://ericlippert.com/2008/05/14/mutating-readonly-structs/

您应该始终拥有不可变结构的另一个原因。

Answer 2

迭代变量是只读的，通常禁止直接修改只读结构，或通过ref 将此类结构或其任何部分传递给任何会修改它的代码。不幸的是，有一个问题：尽管许多结构方法和属性不会改变底层结构，但调用结构上的方法或属性需要通过ref 传递，无论方法或属性是否会改变结构实例.这给 C# 的设计者留下了五个选择：

1. 在未将结构显式复制到可变存储位置（很可能是局部变量）的情况下，不允许在只读上下文中对结构使用结构方法或属性。
2. 允许在只读上下文中的结构上使用结构方法或属性，并希望它们不会修改它们不应该修改的任何内容。
3. 在只读结构上调用方法或属性时，静默复制该结构并将该副本提供给方法或属性。
4. 提供一种方式，通过该方式结构方法或属性可以以声明方式指示它们是否会改变底层结构；只允许结构方法和属性在声明时修改它们自己的字段，并且只允许将只读结构传递给未声明为修改它们的方法。
5. 提供一种方式，通过该方式结构方法或属性可以以声明方式指示它们是否会改变底层结构；禁止在只读上下文中的结构上使用此类方法和属性，但在调用没有此类声明的方法时制作只读结构的防御性副本，以防万一方法应该具有它们但没有。

选择#1 会有点烦人，尤其是对于通过属性公开其状态的结构。从性能的角度来看，选择 #2 或 #4 会很好，但意外写入 this 的结构例程可能会导致意外行为。 Microsoft 选择了#3（除了添加了可选属性外，选项#5 相同）。在许多方面，这是最糟糕的选择（不写 this 的方法将比没有复制操作时运行得慢，写 this 的方法无论有没有它都无法正常工作，唯一的事情是当结构写入只读变量时损坏将是其代码已损坏的结构的实例）。尽管如此，这个选择现在已经很成熟了，而且就是这样。

顺便说一句，即使是嵌套在只读结构或结构类型属性中的读取操作结构也可能比使用非只读字段昂贵得多，但只是避免写入它们。调用myStruct.innerStruct.AddOne()时，编译器先复制MyStruct，再复制myStruct.InnerStruct，然后调用AddOne()方法。相比之下，在调用myStructCopy.innerStruct.AddOne()时，它可以通过引用AddOne()方法传递innerStruct，而无需复制任何内容。

Answer 3

我想您会发现 MyStruct.innerStruct 实际上返回的是结构的副本，而不是结构本身。因此，您正在增加副本的价值...

当然，我最近在某个地方读到了一篇关于此的博客。

如果您更改以下内容

myStruct.innerStruct.AddOne();
Console.WriteLine(myStruct.innerStruct.counter);

到

MyInnerStruct inner = myStruct.innerStruct;
inner.AddOne();
Console.WriteLine(inner.counter);

然后你应该会看到它开始工作了。